Die Simulationssoftware »BEST« des Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM ermöglicht einen Echtzeit-Einblick in die elektrochemischen Vorgänge in Li-Ionen Batterien.
Ob in E-Autos, Smartphones oder in Energiespeicheranlagen – Batterien sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudecken. Und in Zeiten der Energiewende werden sie eine immer größere Rolle spielen. Umso wichtiger wird es, die Leistungskapazitäten von Batterien zu kennen, um die Lebensdauer optimieren zu können.
Am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM haben Forscherinnen und Forscher mit »BEST« eine Simulationssoftware entwickelt, die den Zustand von Batterien in einem digitalen Zwilling dreidimensional abbildet und somit einen Einblick in die Beschaffenheit und den Zustand der Batteriezellen ermöglicht. So kann »BEST« detaillierte Prognosen darüber erstellen, wie sich eine Batterie unter bestimmten Bedingungen verhält, in welchem Zustand sich die Zellen befinden und wie man diese optimiert.
Ein besonderer Fokus liegt dabei auf den Elektrodenstrukturen. Denn wie der Mensch altern auch Batterien. Ob im Ruhestand oder im Einsatz: Chemische Reaktionen, Temperaturschwankungen und mechanische Belastungen können die Zellen schädigen. Dadurch verlieren einzelne Bereiche ihre Fähigkeit, am Ladungsaustausch mitzuwirken – was zu einem Leistungsverlust der gesamten Batterie führt.
Mit »BEST« können diese Prozesse virtuell nachvollzogen und analysiert werden. So unterstützt die Software die Entwicklung leistungsfähigerer, langlebigerer und sichererer Batterien.
Expert*in
Dr. Jochen Zausch
Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM